土壤重金属.

土壤重金属污染及其防治主讲人：哈锐马玉山马海林李思蓉孙肖肖马云梓土壤重金属污染及其防治主要污染物类型及危害2背景1土壤重金属污染案例4土壤重金属污染现状3土壤典型工程案例6土壤重金属污染治理技术5一背景2020/1/34背景•随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加，土壤重金属污染日益严重，目前，全世界平均每年排放Hg约1.5万吨，Cu340万吨，Pb500万吨，Mn1500万吨，Ni100万吨。据我国农业部进行的全国污灌区调查，在约140万公顷的污水灌区中，遭受重金属污染的土地面积占污水灌区面积的64.8%，其中轻度污染的占46.7%，中度污染的占9.7%，严重污染的占8.4%。土壤重金属污染具有污染物在土壤中移动性差、滞留时间长、不能被微生物降解的特点，并可经水、植物等介质最终影响人类健康。2020/1/35简介重金属指比重(密度)大于4或5的金属，约有45种，如铜、铅、锌、铁、钴、镍、钒、铌、钽、钛、锰、镉、汞、钨、钼、金、银等。尽管锰、铜、锌等重金属是生命活动所需要的微量元素，但是大部分重金属如汞、铅、镉等并非生命活动所必须，而且所有重金属超过一定浓度都对人体有毒。重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。因人类活动导致环境中的重金属含量增加，超出正常范围，并导致环境质量恶化。2020/1/36土壤重金属污染图二主要污染物及其危害2020/1/38主要污染物及其危害1.铅污染主要来源于各种油漆、涂料、蓄电池、冶炼、五金、机械、电镀、化妆品、染发剂、釉彩碗碟、餐具、燃煤、膨化食品、自来水管等。是可在人体和动物组织中积蓄的有毒金属，它是通过皮肤、消化道、呼吸道进入体内与多种器官亲和，主要毒性效应是贫血症、神经机能失调和肾损伤易受害的人群有儿童、老人、免疫低下人群2020/1/39主要污染物及其危害2.镉污染镉主要来源有电镀、采矿、冶炼、燃料、电池和化学工业等排放的废水；废旧电池中镉含量较高、也存在于水果和蔬菜中，尤其是蘑菇，在奶制品和谷物中也有少量存在。镉的毒性很大，可在人体内积蓄，主要积蓄在肾脏，引起泌尿系统的功能变化；镉能够取代骨中钙，使骨骼严重软化，骨头寸断，会引起胃脏功能失调，干扰人体和生物体内锌的酶系统，导致高血压症上升。易受害的人群是矿业工作者、免疫力低下人群。2020/1/310主要污染物及其危害3.砷污染主要来源于采矿、冶金、化化学制药、玻璃工业中的脱色剂、各种杀虫剂、杀鼠剂、砷酸盐药物、化肥、硬质合金、皮革、农药等元素砷的毒性极低，而砷的化合物均有剧毒，三价砷化合物比其它砷化合物毒性更强。砷通过呼吸道、消化道和皮肤接触进入人体，如摄入量超过排泄量，砷就会在人体的肝、肾、肺、子宫、胎盘、骨骼、肌肉等部位蓄积，与细胞中的酶系统结合，使酶的生物作用受到抑制失去活性，从而引起慢性砷中毒，潜伏期可达几年甚至几十年，慢性中毒有消化系统症状、神经系统症状和皮肤病变等。砷还有致癌作用，能引起皮肤癌。危害的人群有农民、家庭主妇、特殊职业工人群体。2020/1/311主要污染物及其危害4.汞污染主要来源于仪表厂、食盐电解、贵金属冶炼、化妆品、照明用灯、齿科材料、燃煤、水生生物等。汞及其化合物属于剧毒物质，可在人体内蓄积。血液中的金属汞进入脑组织后，逐渐在脑组织中积累，达到一定的量时就会对脑组织造成损害，另外一部分汞离子转移到肾脏。进入水体的无机汞离子可转变为毒性更大的有机汞，由食物链进入人体，引起全身中毒作用。易受害的人群有女性，尤其是准妈妈、嗜好海鲜人士；天然水中含汞极少，一般不超过0.1μg/L2020/1/312主要污染物及其危害5.铬污染主要来源于劣质化妆品原料、皮革制剂、金属部件镀铬部分，工业颜料以及鞣革、橡胶和陶瓷原料等。如误食饮用，可致腹部不适及腹泻等中毒症状，引起过敏性皮炎或湿疹，呼吸进入，对呼吸道有刺激和腐蚀作用，引起咽炎、支气管炎等。水污染严重地区居民，经常接触或过量摄入者，易得鼻炎、结核病、腹泻、支气管炎、皮炎等。三土壤重金属污染现状2020/1/314重金属污染与其他有机化合物的污染不同。不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化，使有害性降低或解除。而重金属具有富集性，很难在环境中降解。金属有机化合物(如有机汞、有机铅、有机砷、有机锡等)比相应的金属有机化合物毒性要强得多；可溶态的金属又比颗粒态金属的毒性要大。重金属在大气、水体、土壤、生物体中广泛分布，而底泥往往是重金属的储存库和最后的归宿。重金属污染具有长期性、累积性、隐蔽性、潜伏性和不可逆性等特点，危害大、持续时间长、治理成本高。重金属污染特点2020/1/315土壤重金属污染形势严峻全国各地都存在不同程度的土壤重金属污染，主要污染因子是汞、铅、砷，其次为铬、镉、铜、锌、锰、铊等,长三角、珠三角、辽中南等经济活动比较活跃的地区耕地表层土壤中重金属有所累积，部分点位污染严重。如湘江流域镉、砷、铅、汞、铬的最大超标倍数分别为390、275、50、43、6。全国57个污水灌区中，超过土壤二级标准的有31个，镉超标最为严重，其中7个灌区土壤样品超标率100%2020/1/3161.大气沉降2.污水灌溉3.固体废弃物4.农用物资土壤重金属的来源及分布2020/1/317土壤重金属的来源及分布•1随着大气沉降进入土壤的重金属•大气中的重金属主要来源于能源、运输、冶金和建筑材料生产产生的气体和粉尘。除汞以外，重金属基本上是以气溶胶的形态进入大气，经过自然沉降和降水进人土壤。经自然沉降和雨淋沉降进入土壤的重金属污染，与重工业发达程度、城市的人口密度、土地利用率、交通发达程度有直接关系，距城市越近污染的程度就越重，污染强弱顺序为：城市＞郊区＞农村2020/1/318土壤重金属的来源及分布•2随污水进入土壤的重金属•利用污水灌溉是灌区农业的一项古老的技术，主要是把污水作为灌溉水源来利用。污水按来源和数量可分为城市生活污水、石油化工污水、工业矿山污水和城市混合污水等。生活污水中重金属含量很少，但是，由于我国工业迅速发展，工矿企业污水未经分流处理而排人下水道与生活污水混合排放，从而造成污灌区土壤重金属Hg、Cd、Cr、Pb、Cd等含量逐年增加。淮阳污灌区土壤Hg、Ca、Cr、Pb、As等重金属1995年已超过警戒线。其它灌区部分重金属含量也远远超过当地背景值。随着污水灌溉而进入土壤的重金属，以不同的方式被土壤截留固定。2020/1/319土壤重金属的来源及分布•3随固体废弃物进入土壤的重金属•固体废弃物种类繁多，成分复杂，不同种类其危害方式和污染程度不同。其中矿业和工业固体废弃物污染最为严重。这类废弃物在堆放或处理过程中，由于日晒、雨淋、水洗重金属极易移动，以辐射状、漏斗状向周围土壤、水体扩散。土壤中重金属的含量随距污染源的距离增大而降低。2020/1/320土壤重金属的来源及分布•4随农用物资进入土壤的重金属•农药、化肥和地膜是重要的农用物资，对农业生产的发展起着重大的推动作用，但长期不合理施用，也可以导致土壤重金属污染。绝大多数的农药为有机化合物，少数为有机-无机化合物或纯矿物质，个别农药在其组成中含有Hg、As、Cu、Zn等重金属。重金属元素是肥料中报道最多的污染物质。2020/1/321•氮、钾肥料中重金属含量较低，磷肥中含有较多的有害重金属，复合肥的重金属主要来源于母料及加工流程所带入。肥料中重金属含量一般是磷肥复合肥钾肥氮肥。Cd是土壤环境中重要的污染元素，随磷肥进入土壤的Cd一直受到人们的关注。许多研究表明，随着磷肥及复合肥的大量施用，土壤有效Cd的含量不断增加，作物吸收Cd量也相应增加。肥料中Cr、As元素含量较高，且土壤的环境含量又较低，能引起土壤中Cr、As的较快积累。近年来，地膜的大面积的推广使用，造成了土壤的白色污染。由于地膜生产过程中加入了含有Cd、Pb的热稳定剂，同时也增加了土壤重金属污染。2020/1/322•南方相对较轻，如福州、宁波、上海、武汉、成都等地。土壤重金属污染将会造成生态系统的严重破坏。从中国土壤资源状况看，到2000年底中国人均耕地仅为0.1hm2，而且随着今后中国经济社会的发展如生态退耕、农业结构调整及自然灾害损毁等，土壤资源将进一步减少。因而如何有效地控制及治理土壤重金属的污染，改良土壤质量,将成为生态环境保护工作中十分重要的一项内容。我国重金属分布现状2020/1/323•作为国土资源大调查重要成果及全国土壤污染状况调查专项，全国多目标区域地球化学调查项目也已发现局部地区土壤污染严重。如长江中下游某些区域普遍存在镉、汞、铅、砷等异常。城市及其周边普遍存在汞铅异常，部分城市明显存在放射性异常。湖泊有害元素富集，土壤酸化严重。研究证实，镉、汞等重金属元素与人类污染存在密切关系。重金属元素在土壤表层明显富集并与人口密集区、工矿业区存在密切相关性。与１９９４～１９９５年采样相比，土壤重金属污染分布面积显著扩大并向东部人口密集区扩散。2020/1/324工业布局不合理，缺乏统一规划产业结构不合理，发展方式无序生产工艺技术落后，治理水平不高法规制度建设滞后，标准体系不完善基础工作薄弱，技术支撑能力不足环境监管能力不足，监督管理不到位经济仍会较快发展，污染物产生与排放压力将继续增大重金属污染防控的问题四土壤重金属污染案例2020/1/326标准分级一级标准为保护区域自然生态、维持自然背景的土壤质量的限制值。二级标准为保障农业生产，维护人体健康的土壤限制值。三级标准为保障农林生产和植物正常生长的土壤临界值。土壤重金属污染等级2020/1/327镉大米事件•受不久前关于湖南上万吨大米重金属镉含量超标的事件影响，湖南省米厂出现“停工潮”，在湖南最大的米市“兰溪米市”，当地企业反映已有70%的米厂停工。•镉大米的危害•慢性镉中毒的症状被命名为“痛痛病”，根据研究，痛痛病的症状主要来源于镉对肾脏和骨骼的破坏。镉会在肾脏中累积，最后导致肾衰竭；对骨骼的影响则是骨软化和骨质疏松。长期接触更大剂量（WHO安全线的3倍以上）的镉还可能会导致消化道的障碍。在动物实验中，这种剂量的镉还显示了对生殖和发育系统的影响。2020/1/3282020/1/329血铅事件•今年8月，陕西凤翔县长青镇发生615名儿童血铅超标事件，其中166名儿童中、重度铅中毒，需要住院接受排铅治疗。引起社会各界广泛关注。•血铅中毒•指血液中铅元素的含量，超过了血液铅含量的正常值，(国际血铅诊断标准：等于或大于100微克/升，为铅中毒)如果过高，就提示发生了铅中毒，它会引起机体的神经系统，血液系统，消化系统的一系列异常表现，影响人体的正常机能。铅从哪里来：1.废气：2、土壤和尘埃中，3、废水、4、日用品及装饰材料中。2020/1/3302020/1/3312020/1/332多地惊现“癌症村”•湖南省，从1965年到2005年，骨癌、骨痛病人数都呈上升趋势。在重金属污染的重灾区株洲，当地群众的血、尿中镉含量是正常人的2至5倍。•内蒙古的河套地区，因土地污染地下水质量较差，造成砷中毒、氟中毒等地方病较为严重的情况。河套地区共有近30万人受砷中毒威胁，患病人群超过2000人。巴彦淖尔盟五原县杨家疙瘩村是砷中毒的重点区，该村病人多，而且死亡人数也多，主要是以癌症为主，大多在壮年时就由于病魔的折磨而过世。2020/1/333其他事件•2010年底，媒体曝出武汉污染土地上建起经适房的消息，土壤重金属污染走到了与公众前所未有的近距离。开发商称项目建设时已对污染土壤进行了修复治理，然而潜在的二次污染风险仍让住户担忧。城区大量化工企业搬迁后，如何开发遗留下的污染场地，是武汉要面对的考验，也是全国性的难题。•2011年8月份，云南省曲靖市发生一起非法倾倒剧毒工业废料铬渣致污事件，经过环境应急处置，曲靖称事件没有造成人员伤亡和主要水体污染。然而，数十万吨铬渣仍然堆放在珠江上游的南盘江畔，无害化处置的技术和资金问题依然存在，新一轮的铬渣整治风暴，难料会否再度折